Які акумулятори використовуються для енергозабезпечення? Особливості технологій, сильні та слабкі сторони. Критерії вибору.

Зараз, в залежності від ситуації (гроші, можливість придбати, поради з Інтернету, думка кума, технічні вимоги та ін.), для енергозабезпечення, використовують 4 основних види акумуляторних батарей:

автомобільні свинцево-кислотні Ca-Ca або AGM;
літієві (Li-ion, Li-Pol);
свинцево-кислотні за технологією AGM або гелеві GEL для систем енергозабезпечення;
акумуляторні батареї, які виконані за технологією LiFePO4 (літій-залізо-фосфатні).

1. Автомобільні свинцево-кислотні (Ca-Ca, AGM)

На нашу думку, найбільш не придатні для вирішення завдань з енергозабезпечення. Автомобільні акумулятори призначені для забезпечення максимального електричного струму на кілька секунд для запуску двигуна. Після запуску рівень заряду поступово компенсується автомобільним генератором.

Кожне повне розряджання автомобільно акумулятора (до 10,5В) це безповоротна втрата 10-30% ресурсу батареї. Виведення автомобільної АКБ з повного розряду з підняттям щільності електроліту до штатної (1,27 г/см3), це теж делікатний та тривалий процес, який може зайняти 2-3доби.

Слід зазначити, що автомобільним стартерним батареям, які вироблені за технологією AGM притаманні такі самі вади. Тому купляти автомобільний акумулятор «тому що AGM» не варто. Він буде трохи краще працювати, але не принципово довше.

Ресурс в режимі енергозабезпечення – 5-50 циклів «розряд-заряд».

Існують в продажу універсальні акумуляторні батареї, так звані Deep Cycle або «батареї глубокого розряджання» призначені для використання на яхтах та мобільних автокараванах. Ці універсальні акумуляторні батареї займають проміжне положення між стартерними та енергозберігаючими акумуляторами. Якщо ви не фанат автокараванінгу, то слід розглядати більш спеціалізовані рішення, вони будуть ефективніше та дешевше.

Висновок: використання автомобільних акумуляторів для енергозабезпечення доцільно тільки, як форсмажорний або тимчасовий варіант. Або, якщо не допускається їх розрядження більш ніж на 30% від їх повної ємності. Наприклад з АКБ ємністю 100Аг відбирається тільки 30Аг (напруга без навантаження 12,32В), в такому разі кількість циклів «розряд-заряд» може збільшиться до кілька десятків або сотен разів.

2. Літій-іонні акумулятори (Lithium-ion battery, скорочено Li-ion).

Головна перевага – найбільша щільність енергії на одиницю ваги. Тому доцільно їх використання в малогабаритних пристроях (телефони, рації та інше) та там де вага має неабияке значення (електромобілі).

Ресурс – 500-1000 циклів «розряд-заряд».

Останнім часом набула практика вторинного використання як елементів, так і великих збірок батарей від розібраних електромобілів Leaf, Tesla та інших. Для використання в системах енергозабезпечення, на нашу думку, не дуже підходять, в першу чергу, тому що пожежонебезпечні. Літієву батарею, яка загорілась, загасити неможливо.

Якщо батареї електромобілів складаються на сучасних виробництвах з максимально роботизованими процесами та додержанням усіх вимог безпеки та стандартів, то імовірність загоряння зведена до мінімуму. А от, якщо вторинна переробка зводиться до перепайки паяльником, навіть без використання точкового зварювання, то параметри елементів стають непрогнозованим, а імовірність вибуху або загорання стрімко зростає. В підтвердження нашої думки – чисельні новини про пожежі які викликають самі такі саморобні енергостанції.

Висновок: не радимо використовувати з метою енергозабезпечення , щось що не зроблене на заводі і не куплене новим з гарантією.

3. Свинцево-кислотні за технологією AGM або гелеві GEL для систем енергозабезпечення, «стаціонарні».

Технологія

AGM або GEL – свинцево-кислотні герметичні батареї для енергозабезпечення це класична технологія, що доведена до майже максимума характеристик, які дозволяє досягнути саме ця технологія.

Доволі часто, користувачі називають їх «тягові» (це клас батарей, які призначенні для використання в електротранспорті). Так от, тягові це підклас, який розрахований на більш швидкий розряд, ніж класичні батареї. За такі властивості в них більша ціна.

Ресурс – 500-1000 циклів «розряд-заряд».

Бувають двох видів за технологією виготовлення:

AGM (Absorbent Glass Mat) – свинцево-кислотна акумуляторна батарея в якою рідкий електроліт знаходиться в мікропористому пластиковому маті;

GEL свинцево-кислотна акумуляторна електроліт між пластинами знаходиться у вигляді гелю в абсорбованому стані.

Вважається, що GEL краще і за кількістю циклів «розряд-заряд» і за терміном експлуатації.

Обидві технології мають свої переваги та недоліки відносно друг друга.

AGM більш стійкі до підвищеного струму розряду та мають довший термін використання (до 15 років) в буферному режимі, а от у кількості циклів «розряд-заряд» гелеві мають перевагу і мають ресурс до 1000 разів.

4. Акумуляторні батареї LiFePO4 (літій-залізо-фосфатні)

Найсучасніші акумуляторні батареї для енергозбереження.

Мають нижчу щільність енергії на одиницю ваги ніж Li-ion але в 4 рази більше ніж в свинцево-кислотних акумуляторах.

Вражаюча кількість циклів «розряд-заряд» – 5000-7000. Це десь на 15 років кожен день їх розряджати.

Швидкий заряд, якщо дозволяє зарядний пристрій та вбудована BMS – до 2-х годин та швидке розряджання (2 години на відміну від 10 годин для свинцево-кислотних).

Ці властивості роблять батареї LiFePO4 найбільш відповідним варіантом до вирішення завдань з автономного енергозабезпечення.

Висновок

Для забезпечення роботи електроприладів найбільш доцільно використовувати батареї двох типів:

1) AGM або гелеві GEL для систем енергозабезпечення.

Дешевші, допускають повне розряджання.

Якщо це аварійне енергозабезпечення, використання передбачається тільки у разі відсутності основного джерела електроенергії.

Потрібна надійна робота в буферному (аварійному) режимі більш ніж 5-10 років, за умов виконання вимог зберігання у цьому режимі.

2) Акумуляторні батареї LiFePO4 (літій-залізо-фосфатні)

Найкращі для використання в системах енергозабезпечення, де:

передбачається щоденній цикл розряджання-заряджання (сонячні станції);
та потрібна спроможність зарядити акумуляторні батареї швидко (обмежене за часом зовнішнє електропостачання)
великі навантаження – спроможність віддати усю ємність за 2-3 години;
система енергозабезпечення складається на довгій термін (більш ніж 10 років експлуатації).

Для отримання більш поглибленої, професійної консультації радимо звернутись до наших фахівців, або за телефоном або через контактну форму.